CN101143551A - 扭转梁式悬架装置 - Google Patents

Abstract

本发明的扭转梁式悬架装置，包括，沿着车辆前后方向延伸的左右悬架纵臂，以及沿着车宽方向延伸并连接上述左右悬架纵臂的扭转梁，在上述悬架纵臂和扭转梁的结合部的上方或下方，或双方，设置有跨越上述悬架纵臂的靠近结合部的部位和扭转梁的靠近结合部的部位以连接两者的连接支架。采用本发明，即使悬架纵臂和扭转梁的结合部受到上下方向的负载作用，也可以适当地支撑该负载以提高结合部的刚性。

Description

扭转梁式悬架装置

技术领域

本发明涉及一种车辆的扭转梁式悬架(torsion beam suspension)装置，特别涉及一种采用了提高悬架纵臂(trailing arm)和扭转梁的结合强度的结构的扭转梁式悬架装置。

背景技术

以往，作为车辆的悬架装置，已知有一种将沿着车辆前后方向延伸的左右悬架纵臂通过沿着车宽方向延伸的扭转梁予以连接而构成的扭转梁式悬架装置。

例如，日本专利公开公报特开2001-80329号(以下称专利文献1)中所公开的扭转梁式悬架装置，在悬架纵臂和扭转梁的结合部接合有沿着水平方向延伸的平板状角板(gusset)，以此提高车轮的前束刚性(toe rigidity)。

此类扭转梁式悬架装置，通常在悬架纵臂后部的车宽方向内侧设置有弹簧座(springseat)等，并在该弹簧座等和位于其上方的车身部件之间设置螺旋弹簧(coil spring)及减振器(shock absorber)等缓冲装置。这是为了尽量通过就近部位缓和来自安装于悬架纵臂后部的车轮的冲击。

然而，若如此将螺旋弹簧及减振器等缓冲装置设置在悬架纵臂的车宽方向内侧，则在螺旋弹簧及减振器等受到冲击而使上述螺旋弹簧等产生的上下方向的反作用力作用到悬架纵臂上时，悬架纵臂在上述反作用力的作用下会产生围绕前后轴的转动。

这样，若悬架纵臂受到螺旋弹簧等的反作用力而产生转动，则在悬架纵臂和扭转梁的结合部，会受到上下方向的剪切负载(shear load)作用，并受到围绕前后轴的弯矩(bendingmoment)作用。上述负载综合作用的结果，可能会在上述结合部产生过大的应力(stress)，致使该结合部的结合力下降。

针对该问题，上述专利文献1的结构，由于仅在结合部上接合有只在水平方向上延伸的平板状角板，所以无法充分获得相对于上述负载的加强效果。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以适当地支撑作用在悬架纵臂和扭转梁的结合部的负载，以有效提高该结合部刚性的扭转梁式悬架装置。

本发明的扭转梁式悬架装置，包括，沿着车辆前后方向延伸的左右悬架纵臂；沿着车宽方向延伸并连接上述左右悬架纵臂的扭转梁；上述悬架纵臂和扭转梁，在两者的结合部的上方或下方，或双方，设置有跨越上述悬架纵臂的靠近结合部的部位和扭转梁的靠近结合部的部位以连接两者的连接支架(connection bracket)。

采用上述扭转梁式悬架装置，通过设置在结合部的上方或下方，或者双方的连接支架，可以缓和在结合部产生的应力，以有效地防止结合部的结合力下降。

在上述扭转梁式悬架装置中，较为理想的是，上述连接支架由向竖直方向立起的平板部件构成。

采用上述扭转梁式悬架装置，可使连接支架趋于小型化，同时可通过该连接支架有效地加强结合部。

在上述扭转梁式悬架装置中，较为理想的是，上述连接支架的位于扭转梁一侧的端部，沿着前后方向予以弯折。

采用上述扭转梁式悬架装置，可以提高连接支架和扭转梁的接合强度，使连接支架的加强功能可长期予以维持。

在上述扭转梁式悬架装置中，较为理想的是，上述扭转梁由向下方开口的剖面呈U状的部件构成，同时上述连接支架设置在上述结合部的上方。

采用上述扭转梁式悬架装置，无需牺牲车辆的行驶性能，即可降低扭转梁的设置位置以扩大行李舱空间等，同时可良好地确保结合部的刚性。

在上述扭转梁式悬架装置中，较为理想的是，上述扭转梁，以相对于上述悬架纵臂位于相对下方的状态与之结合。

采用上述扭转梁式悬架装置，可良好地防止扭转梁与车身部件产生干涉，同时确保悬架纵臂的成形性能，而不降低结合部的刚性。

在上述扭转梁式悬架装置中，较为理想的是，上述连接支架，设置有支撑上述结合部附近所设置的配线部件的支撑部。

采用上述扭转梁式悬架装置，可更为有效地将连接支架用作具有多种功能的功能部件，同时可有效地实现元件数量的削减和空间的节约。

附图说明

图1是第1实施例的扭转梁式悬架装置的整体立体图。

图2是扭转梁式悬架装置的整体俯视图。

图3是扭转梁式悬架装置的整体背视图。

图4是从上方观测左侧的悬架纵臂及其周边的立体图。

图5是从后方观测左侧的悬架纵臂及其周边的背视图。

图6是图5中VI-VI线箭头方向的剖视图。

图7是图6中VII-VII线箭头方向的剖视图。

图8是用于说明第2实施例的扭转梁式悬架装置的示意图，与图6对应。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1是第1实施例的扭转梁式悬架装置1的整体立体图，图2是该扭转梁式悬架装置1的整体俯视图，图3是该扭转梁式悬架装置1的整体背视图。

本实施例的扭转梁式悬架装置1，包括，沿着车辆前后方向延伸的左右一对的悬架纵臂2、2，沿着车宽方向延伸并连接该左右悬架纵臂2、2的中间位置的扭转梁3，将悬架纵臂2、2的前部轴支撑在车身上的左右一对纵臂衬套(arm bush)4、4，安装在悬架纵臂2、2后部的车宽方向内侧的左右一对螺旋弹簧5、5，安装在悬架纵臂2、2后部的车宽方向内侧的左右一对减振器6、6，以及安装在悬架纵臂2、2后部的车宽方向外侧的左右一对车轮支撑部件7、7。另外，本实施例的悬架装置1，为用于后轮的后悬架装置(rear suspension)。

上述悬架纵臂2，由直径相对较大的近似圆筒状的部件构成，其中间部22较之前部21位于车宽方向的内侧和下侧，同时后部23较之前部21位于车宽方向的外侧和上侧，呈三维弯曲状。由于来自车轮8(参照图2、图3)的相对较大的负载从各个方向输入该悬架纵臂2，所以悬架纵臂2由刚性相对较高的部件构成。

上述扭转梁3，由剖面呈U状的部件构成(参照图6)，以U状剖面的开口朝向下方的状态，将扭转梁3的两端31、31焊接固定在左右悬架纵臂2、2上。该扭转梁3，由于受到来自悬架纵臂2的各个方向的负载，所以采用相对较厚(约4mm)的板材。

上述纵臂衬套4，由以中央部位的轴43为中心形成为近似圆筒状的橡胶衬套41和对其予以保持的圆筒套环(collar)42构成，轴43略微倾斜设置，以便适当地支撑来自悬架纵臂2的前后方向负载或侧向负载。

上述螺旋弹簧5，沿着上下方向延伸设置，介于焊接固定在悬架纵臂2上的弹簧座9和车身一侧的后纵梁10(参照图3)之间。该螺旋弹簧5，通过弹性变性吸收来自悬架纵臂2的上下方向的冲击负载。

上述减振器6，在螺旋弹簧5的后侧沿着上下方向延伸设置，介于车身一侧的车胎罩(tire house)11(参照图3)和弹簧座9后部所设置的减振器支架(damper bracket)12(参照图2、图3)之间。该减振器6，用于衰减悬架纵臂2因上述螺旋弹簧5的弹力而产生的上下方向的振动。

上述车轮支撑部件7，由大致呈圆盘状的转动部件构成，通过其外侧面支撑车轮8。

在上述扭转梁式悬架装置1中，众所周知，当车轮8、8一旦受到来自路面的上下方向的冲击，沿着前后方向延伸的悬架纵臂2、2就以纵臂衬套4、4为摇动支点沿着上下方向进行摇动，车轮8、8随之在上下方向上进行往复运动(stroke)。当该车轮8、8的往复运动方向因车辆的转弯等而发生左右车轮相反时，沿着车宽方向延伸的扭转梁3发生扭转，受该扭转影响悬架纵臂2、2也发生扭转，由此使车轮8、8产生几何(geometry)变化。

与该几何变化相关的重要的一点是扭转梁3的扭转中心C。该扭转梁3的扭转中心C，左右车辆的操稳性(操纵稳定性)等的行驶性能。即，如图2所示，由于连接扭转梁3的扭转中心C与纵臂衬套4的轴支撑点P、P的线L、L，从几何上看是悬架纵臂2、2的摇动轴，因此将上述扭转梁3的扭转中心C设定在何处，可左右车辆的操稳性(操纵稳定性)等行驶性能。

此处，在本实施例的车辆中，如图3所示，为了确保较大的车辆行李舱空间T，将行李舱地板F的高度设定得较低，沿着前后方向延伸的后纵梁10及排气管X也随之设置在较低的位置。因此，悬架装置1的设置位置也必须较低，由此扭转梁3自然也安装在较低的位置。

在上述情况下，本实施例中，由于扭转梁3由向下方开口的剖面呈U状的部件构成，即使扭转梁3的设置位置较低，该扭转梁3的扭转中心C，也如图3所示，相对于扭转梁3设定在相对上方。

如此，本实施例中，由于可将扭转梁3的扭转中心C相对于扭转梁3设定在相对上方，所以在降低扭转梁3的设置位置以确保较大的行李舱空间T的同时，可改善车辆的操稳性等行驶性能。

然而，在本实施例的扭转梁式悬架装置1中，如前所述，由于在焊接固定于悬架纵臂2的弹簧座9的上方设置有螺旋弹簧5，所以在螺旋弹簧5被压缩时，来自该螺旋弹簧5的反作用力，即向下的负载作用于弹簧座9。特别是，像本实施例这样，在弹簧座9的后部设置有减振器支架12的情况下，由于还受到来自减振器6的反作用力的作用，所以弹簧座9会受到更大的向下负载的作用。

由此，通过焊接与弹簧座9形成一体的悬架纵臂2，产生围绕前后轴的转动。即，如上所述一旦向下的负载作用于弹簧座9，左右的悬架纵臂2、2就如图3的箭头所示，产生向车宽方向内侧的转动。这样，悬架纵臂2和扭转梁3的结合部13，在受到上下方向的剪切负载作用的同时，还受到围绕前后轴的弯矩作用，所以相对于该结合部13会集中产生应力。

于是，本实施例，在悬架纵臂2和扭转梁3的结合部13的上方，设置了对该结合部13进行加强的连接支架14，以缓和上述应力的集中。

以下通过图4～图7对该连接支架14进行详细说明。图4是从上方观测左侧的悬架纵臂2及其周边的立体图，图5是从后方观测该悬架纵臂2及其周边的背视图，图6是图5中VI-VI线箭头方向的剖视图，图7是图6中VII-VII线箭头方向的剖视图。

上述连接支架14，由大致呈条状的横向较长的平板部件构成，以与扭转梁3和悬架纵臂2的结合部13交叉的状态沿着车宽方向延伸设置，由此以跨越悬架纵臂3的靠近结合部13的部位和扭转梁2的靠近结合部13的部位的状态来连接两者。具体而言，连接支架14，以其板面竖直立起的状态予以设置，同时连接支架14的两端部14a、14b被分别焊接在悬架纵臂2的上面部2a和扭转梁3的上面部3a上，由此连接两者。

如此，由向竖直方向立起的平板部件构成连接支架14，可以有效地加强悬架纵臂2和扭转梁3的结合部13

即，利用向竖直方向立起的连接支架14来加强结合部13，如前所述，即使在弹簧座9受到来自螺旋弹簧5等的向下反作用力的作用，结合部13受到围绕前后轴的弯矩的作用时，因上述反作用力而作用于结合部13的上下方向的剪切负载和因上述弯矩而作用于结合部13的上部的压缩负载，受到上述连接支架14的较高刚性的支撑，所以可有效地避免在上述结合部13集中产生应力，从而可有效地提高结合部13的刚性。

此处，由向下方开口的剖面呈U状的部件构成的上述扭转梁3，如图6所示，具有沿着上下方向延伸的2个纵壁32、32，和连接上述各纵壁32、32的上端部的1个圆弧壁33。在具有上述形状的扭转梁3和上述悬架纵臂2的结合部13，特别是因上述悬架纵臂2的转动而产生弯矩作用时，沿着上下方向延伸的上述2个纵壁32、32，可相对于该弯矩发挥相对较高的支撑刚性，另一方面，位于上侧的圆弧壁33无法像上述2个纵壁32、32那样发挥较高的支撑刚性。因此，结合部13的上部的结合强度低于下部的结合强度。

这样，虽然结合部13上部的结合强度，因扭转梁3的形状而相对下降，但本实施例中，由于连接支架14设置在结合部13的上方，所以通过该连接支架14可有效地控制上述结合强度的下降。

此外，如图7所示，扭转梁3，在略低于悬架纵臂2的位置与之结合。这是因为为了降低行李舱的地板而无法将扭转梁3的设置高度设定得过高，另外悬架纵臂2也难以通过大幅度弯曲成形而达到与上述扭转梁3相同的高度。

因此，扭转梁3，其下部3B以越过悬架纵臂2的中心点O而绕至车宽方向外侧的状态与悬架纵臂2接合，与此相反，上部3A仅在未到达悬架纵臂2的中心点O的一侧(车宽方向内侧)与悬架纵臂2接合。所以，通过该结构，可使结合部13的上部的结合强度低于下部的结合强度。

由此，虽然结合部13，其上部的结合强度因扭转梁3和悬架纵臂2的相对位置关系而下降，但由于相对于该结合强度的下降，设置在结合部13的上方的上述连接支架14可发挥加强功能，所以结合部13的结合强度可予以充分确保。

此外，连接支架14，其车宽方向内侧的端部14b略微倾斜地向车辆后方延伸，该车宽方向内侧的端部14b，设置有向上方突出的线束支撑部15(相当于本发明的支撑部)。另外，该线束支撑部15，形成有向上方开口的大致呈钥匙孔状的插入部15a。

如图4所示，上述线束支撑部15，保持有从ABS装置的车轮速度传感器51延伸出的线束52(相当于本发明的配线部件)。具体而言，线束52通过橡胶部件53从上方插入上述线束支撑部15的插入部15a，由此该线束52可保持在上述线束支撑部15中。

此外，由于连接支架14的位于车宽方向内侧的端部14b，如前所述向车辆后方弯折(参照图2)，所以连接支架14和扭转梁3，在前后方向上予以弯折的同时沿着在车宽方向上延伸的接合线予以接合。

采用该结构，与两者沿着在车宽方向上延伸的直线状接合线予以接合的结构相比，可以提高扭转梁3和连接支架14的接合力，以有效地防止因扭转梁3的扭转而导致两者的接合被剥离的情况发生。

因此，通过连接支架14使结合部13的应力集中得到缓和的效果，可长期得到切实地维持。

另外，图6、图7的34，是设置在扭转梁3的内部且与悬架纵臂2形成闭合剖面结构的袋状角板部件，通过该角板部件34，可进一步提高结合部13的结合强度。

下面，对上述结构的本实施例的作用效果进行详细说明。

本实施例的扭转梁式悬架装置1，在悬架纵臂2和扭转梁3的结合部13的上方，设置有跨越悬架纵臂2的靠近结合部13的部位和扭转梁3的靠近结合部13的部位以连接两者的连接支架14。

采用该结构，悬架纵臂2和扭转梁3的结合部13通过连接支架14而得到加强，所以即使来自螺旋弹簧5或减震器6的反作用力作用在悬架纵臂2上使该悬架纵臂2产生围绕前后轴的转动等，由此使剪切负载及弯矩作用于上述结合部13，此时也可通过上述连接支架14缓和在结合部13产生的应力，以有效地防止结合部13的结合力下降。

因此，采用本实施例的扭转梁式悬架装置1，可以适当地支撑作用在悬架纵臂2和扭转梁3的结合部13的负载，以有效地提高结合部13的刚性。

此外，在本实施例中，连接支架14由向竖直方向立起的平板部件构成。

采用该结构，当上下方向的剪切负载和围绕前后轴的弯矩作用于结合部13时，由于可通过向竖直方向(上下方向)立起的连接支架14对上述负载进行较高刚性的支撑，所以即使连接支架14较小，也可充分提高结合部13的刚性。因此，可使连接支架14趋于小型化，同时可有效地加强结合部13。通过连接支架14的小型化，可减轻重量并节约空间，并可减少连接支架14的焊接部分，从而可更有效地加强结合部13。

另外，连接支架14的形状，并不限定于本实施例的形状，例如，可将沿着水平面延伸的平板状的支架接合在结合部13的上部，也可将沿着扭转梁3的外周弯曲为圆形的支架覆盖在结合部13的上方并与之接合。

此外，在本实施例中，连接支架14的位于车宽方向内侧(即扭转梁3侧)的端部14b，向车辆后方弯折。

采用该结构，与连接支架沿着车宽方向以直线状延伸设置的结构不同，由于可以提高连接支架14和扭转梁3的接合力，所以即使上述连接支架14采用向竖直方向立起的平板部件，也可以稳固地接合在扭转梁3上。因此，即使扭转梁3发生较大的扭转，连接支架14和扭转梁3的接合部分也不会轻易剥离，所以连接支架14的加强功能可长期予以维持。

此外，在本实施例中，扭转梁3由向下方开口的剖面呈U状的部件构成，同时连接支架14设置在结合部13的上方。

这样，扭转梁3由向下方开口的剖面呈U状的部件构成时，由于可将扭转梁3的扭转中心C设定在相对上方，例如，在力图降低扭转梁3的设置位置以扩大行李舱空间T的情况下，也能良好地确保车辆的操作稳定性等行驶性能。当然，扭转梁3若具有上述剖面形状，上述结合部13的上部的结合强度与下部相比会下降，但在本实施例中，由于连接支架14设置在结合部13的上方，所以因扭转梁3的形状所引起的结合强度下降，可通过上述连接支架14而得到有效地控制。因此，采用上述结构，无需牺牲车辆的行驶性能，即可降低扭转梁3的设置位置以扩大行李舱空间T等，同时可良好地确保结合部13的刚性。

此外，采用上述结构，可使扭转中心C与连接支架14的设置位置从侧视方向看大致相同，由此可将因设置连接支架14而产生的相对于扭转梁3的扭转刚性的影响控制在最小限度内。

此外，在本实施例中，扭转梁3，以相对于悬架纵臂2位于相对下方的状态与之结合。

采用该结构，由于可将扭转梁3设置在相对下方，当悬架弹簧处于全压缩(full bump)状态时，可以切实地避免扭转梁3与排气管X及后纵梁10等车身部件产生干涉。此外，由于无须使悬架纵臂2大幅度向下方弯曲，所以可良好地确保悬架纵臂2的成形性能。另外，由于结合强度容易下降的结合部13的上部，通过上述连接支架14予以加强，所以结合部13的刚性也不会下降。因此，采用上述结构，可良好地防止扭转梁3与车身部件产生干涉，同时确保悬架纵臂2的成形性能，而不降低结合部13的刚性。

此外，在本实施例中，连接支架14，设置有支撑从ABS装置的车轮速度传感器51延伸出的线束52的线束支撑部15。

采用该结构，由于可使连接支架14，具有提高结合部13刚性的功能和支撑线束的功能，所以可更为有效地将连接支架14用作具有多种功能的功能部件，同时可有效地实现元件数量的削减和空间的节约。

另外，在本实施例中，通过连接支架14来支撑车轮速度传感器51的线束52，但连接支架14所支撑的部件，只要是位于结合部13附近的配线即可，并不一定局限于该线束52，例如，也可以是制动器装置所使用的制动软管(brake hose)，或驻车制动器(parking brake)装置所使用的制动拉索(brake cable)等。

此外，在本实施例中，连接支架14的位于扭转梁3一侧的端部14b向车辆后方弯折，但亦可向车辆前方弯折。

下面，通过图8对第2实施例进行说明。图8是与上述第1实施例的图6(图5中VI-VI线箭头方向的剖视图)相对应的示意图。本图中，与图6相同的结构要素，赋以相同的符号并省略其说明。此外，作为本图所涉及的悬架装置1的整体结构，与第1实施例相同。

在该第2实施例中，扭转梁103，由向后方开口的剖面呈U状的部件构成，同时在结合部113的上方和下方，分别各设置一个连接支架114、214。

如此，由于通过用向后方开口的剖面呈U状的部件构成扭转梁103，可将扭转梁103的扭转中心C’设定在扭转梁103的前方位置，所以即使在扭转梁103的前方设置有燃油箱(fuel tank)(未图示)等，而无法将扭转梁103设置在太靠前时，也可将扭转中心C’设定在最佳位置。

此时，弹簧座9受到来自螺旋弹簧5(参照图3)的反作用力的作用，所以扭转梁103和悬架纵臂2的结合部113，受到上下方向的剪切负载及围绕前后轴的弯矩的作用。

因此，在本实施例中，通过在结合部113的上方和下方分别设置连接支架114、214，可进一步提高结合部113相对于上述负载的刚性。

这样，在本实施例中，通过设置2个连接支架114、214，与上述第1实施例相比，可更为切实地缓和在结合部113产生的应力，并更为有效地防止结合部113结合力的下降。

因此，采用本实施例，在结合部113受到上下方向的剪切负载和围绕前后轴的弯矩的作用时，可更为适当地支撑上述负载，以进一步提高结合部113的刚性。

本实施例的其他作用效果，与第1实施例相同。

以上，对本发明的第1和第2实施例进行了说明，但上述各实施例仅为本发明的较为理想的实施例之一，其具体结构可在不脱离本发明主旨的范围内可做适当变更。

例如，在上述各实施例中，在结合部的上方设置有连接支架，或在连接部的上方和下方设置连接支架，但亦可仅在结合部的下方设置连接支架。此外，扭转梁可以由向前方开口的剖面呈U状的部件构成，也可采用剖面呈V状的部件。

Claims (6)

1.一种扭转梁式悬架装置，其特征在于：

包括，

沿着车辆前后方向延伸的左右悬架纵臂；

沿着车宽方向延伸并连接上述左右悬架纵臂的扭转梁；

上述悬架纵臂和扭转梁，在两者的结合部的上方或下方，或双方，设置有跨越上述悬架纵臂的靠近结合部的部位和扭转梁的靠近结合部的部位以连接两者的连接支架。

2.根据权利要求1所述的扭转梁式悬架装置，其特征在于：

上述连接支架，由向竖直方向立起的平板部件构成。

3.根据权利要求2所述的扭转梁式悬架装置，其特征在于：

上述连接支架的位于扭转梁一侧的端部，沿着前后方向予以弯折。

4.根据权利要求1所述的扭转梁式悬架装置，其特征在于：

上述扭转梁，由向下方开口的剖面呈U状的部件构成，

上述连接支架，设置在上述结合部的上方。

5.根据权利要求4所述的扭转梁式悬架装置，其特征在于：

上述扭转梁，以相对于上述悬架纵臂位于相对下方的状态与之结合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的扭转梁式悬架装置，其特征在于：

上述连接支架，设置有支撑上述结合部附近所设置的配线部件的支撑部。

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